european organisation for the safety of air navigation eurocontrol
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EUROPEAN ORGANISATION FOR THE SAFETY OF AIR NAVIGATION EUROCONTROL EUROCONTROL Experimental Centre Manchester Real Time Simulation Executive Summary of Report No. 290 EEC Task AR39 EATCHIP Task ASM.ET1.ST01 Approved for publication by Head of Division B1 Issued: October 1995 The information contained in this report is the property of the EUROCONTROL Agency and no part should be reproduced in any form without the Agency's permission. It does not necessarily represent the official policy of the Agency. REPORT DOCUMENTATION PAGE Reference Executive Summary of EEC Report No. 290 Security Classification Unclassified Originator Code EEC Division B1 Originator (Corporate author) Name/Location EUROCONTROL Experimental Centre BP15 91222 Brétigny-sur-Orge CEDEX FRANCE Telephone: (1) 69 88 75 00 Sponsor EEC Sponsor (Contract Authority) Name/Location NATS Hillingdon House Annex RAF Uxbridge Middlesex UB10 OTS UK TITLE: Author C J Brain EATCHIP Task Spec ASM.ET1.ST01 Manchester Real Time Simulation Date 10/95 Pages 26 EEC Task No AR39 Maps 4 Ref Appendices 1 Task No Sponsor AR39 Period February - March 1995 Distribution Statement (a) Controlled by: Head of Division B1 (b) Special Limitations (if any): None (c) Copy to NTIS: No Descriptors (keywords) Air Traffic Control, sectorisation, holds, routes, new runway, Manchester Airport Abstract: This report describes a real time simulation designed to assess the NATS development plan for ATC services at Manchester up to 2002. This is against a background of considerable forecast growth in air traffic and the proposed introduction of a second runway at Manchester Airport. The full AR39 report may be obtained on request from: Head of Division B1, Eurocontrol Experimental Centre, BP15, F91222, Brétigny sur Orge, Cedex, France. EUROCONTROL Experimental Centre CONTENTS SUMMARY .............................................................................................................. Page 1 1 INTRODUCTION.................................................................................................... Page 2 2 SIMULATION OBJECTIVES ............................................................................... Page 2 2.1 2.2 General Objective ........................................................................................... Page 2 Specific Objectives.......................................................................................... Page 2 3 SIMULATION ORGANISATIONS ...................................................................... Page 3 4 TRAFFIC SAMPLES .............................................................................................. Page 4 5 CONDUCT of the SIMULATION.......................................................................... Page 4 5.1 5.2 6 Organisations and Exercises Completed......................................................... Page 4 Equipment and Manning................................................................................. Page 4 CONCLUSIONS and RECOMMENDATIONS................................................... Page 5 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 Objective 1...................................................................................................... Page 5 Objective 2...................................................................................................... Page 6 Objective 3...................................................................................................... Page 7 Objective 4...................................................................................................... Page 7 Objective 5...................................................................................................... Page 7 Objective 6...................................................................................................... Page 8 Objective 7...................................................................................................... Page 9 Objective 8...................................................................................................... Page 9 Objective 9.................................................................................................. Page 10 Green Pages: French version of Executive Summary ................................................... Page 12-21 Pages Vertes: Version en langue francaise Executive Summary ................................... Page 12-21 ANNEX I AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary EUROCONTROL Experimental Centre Executive Summary of EEC Report No. 290 EEC Task: AR39 EATCHIP Task ASM.ET1.STO1 October 1995 Manchester Real Time Simulation by C J BRAIN SUMMARY The Manchester real time simulation was an organisational real time simulation designed to evaluate and assess the future development plans of the National Air Traffic Services (NATS) for area, approach and tower services provided at Manchester Airport until the year 2002. The forecast of growth of air traffic and the proposed construction of a second runway at Manchester airport is expected to significantly effect ATC operations. The simulation took place during a five week period from 30 January to 3 March 1995. Five organisations, using 1994, 1998 and 2002 traffic levels, were tested by 32 NATS staff over a period of five weeks. An evaluation of new sectorisation, new holds, new routes and the simulation of two runway operations was executed. A total of 62 exercises were completed during the simulation, representing 72 hours of real time simulation. Results, based on the participants subjective opinion recorded during the simulation, indicate that the development plan will enhance safety and increase ATC capacity at Manchester to meet forecast growth until the year 2000. The introduction of a second runway by the end of the century will reduce delays and increase Manchester airport capacity to over 60 movements an hour. However, by 2002 further plans will have to be devised for area control to cope with the increase of air traffic to avoid capacity constraints. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 1 EUROCONTROL Experimental Centre 1 INTRODUCTION The Manchester real time simulation, Eurocontrol Experimental Centre task reference AR39, was an organisational real time simulation designed to evaluate and assess the future development plans of the National Air Traffic Services (NATS) for area, approach and tower services provided at Manchester Airport until the year 2002. This is against a background of considerable forecast growth in air traffic both at the airport and within the surrounding airspace. The proposed construction of a second parallel runway at Manchester Airport towards the end of the century is expected to make a significant change to ATC operations. This report describes the preparation and execution of the real time simulation with conclusions and recommendations based on the participants subjective opinions recorded during the simulation. The simulation took place during a five week period from 30 January 1995 to 3 March 1995. 2 SIMULATION OBJECTIVES 2.1 General Objective The general objective of AR39 was to investigate ways of increasing ATC capacity at Manchester while at the same time reducing controller workload and minimizing ATC delays. 2.2 Specific Objectives The specific simulation objectives were as follows:1) Evaluate the use of new holds ROSEN and MERSY and three Manchester approach positions. 2) Determine the optimum sector boundary between IOM and WEST, BOLIN and NORTH sectors and continue to assess the STAFA and TRENT sector boundary. 3) Assess the means of providing the WEST and BOLIN radar (R) controllers with information on arriving traffic via the ROSEN and MERSY holds respectively. 4) Evaluate the effect of changing the base of airway B4 north of East Midlands Airport from FL105 to FL75. 5) Assess the operational effect of changing the Transition Altitude (TA) in the Manchester TMA from 5000ft to 6000ft. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 2 EUROCONTROL Experimental Centre 6) Examine the interface between the STAFA and TRENT sectors with the planned London Terminal Control (TC) and Daventry New En-Route Centre (NERC) sectors with particular reference to the operation of the Lichfield radar corridor at FL180. 7) Assess the operational effect of reducing the minimum radar separation to three nautical miles for area controllers in the Manchester TMA area. 8) Evaluate the effect on WEST sector of introducing new route A251 and MERSY Standard Arrival Route (STAR) for Manchester TMA arrival traffic. 9) Evaluate the effect on ATC operations within the Manchester TMA resulting from the introduction of a second parallel runway at Manchester Airport with a combined movement rate of 60 or more aircraft per hour. 3 SIMULATION ORGANISATIONS In order to achieve the simulation objectives five simulation organisations were devised as follows (see Annex I for organisation maps):- n Organisation 1 - Current Sectorisation - (ORG1) Subject sectors - IOM, WEST, NE, SE sectors (all with vertical limits to FL175), Manchester Approach (SCMA) 1, 2, 3 in operation, with BOLIN and DAYNE holds in use. n Organisation 2A - (ORG2A) Subject sectors - WEST, IOM, NE, STAFA, TRENT (all with vertical limits to FL175) with SCMA 1, 2, 3 in operation. A new hold MERSY and the relocation of BOLIN to new hold ROSEN plus associated new STAR's for aircraft inbound to Manchester and Liverpool were also introduced. The Manchester TMA was enlarged to the north west and north east of the existing boundaries. n Organisation 2B - (ORG2B) Subject sectors - as in ORG2A with the exception of NE sector which was replaced with BOLIN (vertical limit FL115) and NORTH (vertical limit FL175) sectors. The base of airway B4 north of East Midlands was lowered from FL105 to FL75. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 3 EUROCONTROL Experimental Centre n Organisation 3 - (ORG3) Subject sectors - IOM, WEST, NORTH, STAFA, TRENT (all with vertical limits to FL195), BOLIN (vertical limit FL135) with SCMA 1, 2, 3 in operation. A new sector interface was evaluated between STAFA, TRENT and new London TC, Daventry NERC sectors. A new route A251 was introduced. n Organisation 4 - (ORG4) Subject sectors - as in ORG3. A second parallel runway and new Standard Instrument Departures (SID's) were introduced at Manchester airport. 4 TRAFFIC SAMPLES The UK NATS provided actual traffic samples taken from a busy day in May 1994 and forecast samples for the years 1998 and 2002. The forecast samples were derived from their own traffic forecasts which assumed a growth rate of 5% a year. The 1998 samples represented a 22% increase and the 2002 sample a 46% increase over 1994 levels. This growth rate was applied not only to Manchester Airport traffic but to those airfields for which Manchester ATC are currently responsible plus overflying traffic within their airspace. The traffic samples included the simulation of both easterly and westerly runway operations at Manchester TMA airfields. 5 CONDUCT of the SIMULATION 5.1 Organisations and Exercises Completed Five different organisations were evaluated. A total of 62 exercises were completed (60 recorded), representing 72 hours of real time simulation. The remarkably high number of exercises achieved was mainly due to the high level of reliability of the simulation facility. 5.2 Equipment and Manning The simulation facility emulated the essential elements of the existing equipment and functionalities in use at Manchester. The facility configuration comprised up to 20 control positions and 22 pilot positions. A total of 26 staff from Manchester and a further six from Birmingham, London ACC, London Military and Scottish ACC participated in the simulation. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 4 EUROCONTROL Experimental Centre 6 CONCLUSIONS and RECOMMENDATIONS The following conclusions and recommendations are based on controller subjective opinion, simulation project staff observations and numerical results. 6.1 Objective One Objective One of the simulation was to evaluate new holds ROSEN and MERSY and three Manchester Approach positions. 6.1.1 Conclusions This objective was fully achieved. 6.1.1.1 The new holds MERSY and ROSEN are in acceptable locations and provide an enhancement to safety within the TMA, reduce inter-sector coordination and allow high performance aircraft outbound from Manchester expeditious climb. The risk exists that aircraft flying on the ROSEN 1A STAR might conflict with traffic at the same level on adjacent routes. An alternative STAR has been devised and tested successfully. 6.1.1.2 The three approach control positions and new working practices work well for all organisations. A reduction in coordination and increased expedition is achieved by a systemised method of working and the use of RMA's. 6.1.1.3 The SCMA 1 position is subject to high workload under 1998 traffic conditions and single runway operations due to extensive holding and the requirement to allocate sequence numbers and EAT's. 6.1.2 Recommendations It is recommended that:- n ROSEN and MERSY holds be implemented. n The modified ROSEN 1A STAR tested during the simulation be adopted. n n The three approach positions be implemented along with a systemised method of working and new RMA's developed during AR39. Research be conducted to automate the SCMA 1 tasks of allocating sequence numbers and EAT's. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 5 EUROCONTROL Experimental Centre 6.2 Objective Two Objective Two was to determine the optimum sector boundary between the IOM and WEST, BOLIN and NORTH sectors and continue to assess the STAFA and TRENT sector boundary. 6.2.1 Conclusions This objective was partially achieved. 6.2.1.1 IOM and WEST Sector Boundary For one exercise during ORG3 the sector boundary between WEST and IOM sectors was changed. This new configuration was immediately rejected by the controllers after only one exercise due to the increase in inter-sector coordination that it created. 6.2.1.2 NORTH and BOLIN Sector Boundary The vertical sector boundary between BOLIN and NORTH at FL115 in ORG 2B was satisfactory. However the boundary evaluated in ORG3 at FL135 (with NORTH at FL195) was favoured by the majority of AR39 participants. The extra airspace gained by BOLIN sector allows BOLIN R controllers greater flexibility in expediting the climb of Manchester outbound traffic above inbounds. 6.2.1.3 STAFA and TRENT Sector Boundary The sector boundary between STAFA and TRENT sectors having been assessed was unanimously accepted by the controllers during AR39. The sectorisation provides a balanced workload for both sectors under all traffic levels and gives the possibility of significant gains in ATC capacity. 6.2.2 Recommendations It is recommended that:- n n n Further studies be undertaken to re-sectorise the area of the IOM and WEST sectors with the objective of balancing the workload between these two sectors. New procedures developed during AR39 with the aim of equitably dividing the workload should be implemented. The optimum vertical sector boundary between BOLIN and NORTH is at FL135 and should be implemented. STAFA and TRENT sectors should be implemented with the common sector boundary assessed during AR39. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 6 EUROCONTROL Experimental Centre 6.3 Objective Three Objective Three was to assess the means of providing the WEST and BOLIN R controllers with information on arriving traffic via the ROSEN and MERSY holds respectively 6.3.1 Conclusion. This objective was achieved. It has been unanimously proposed that the required information be derived from observed radar data and supplemented by an electronic traffic list on the radar display or a CCTV image taken from the SCMA 2 flight progress display. 6.3.2 Recommendation It is recommended that:Information on arrival aircraft at ROSEN and MERSY be provided to WEST and BOLIN R controllers respectively by radar observations and supplemented by an electronic list of arrivals or a CCTV image of the SCMA 2 flight progress display 6.4 n .Objective Four Objective Four was to evaluate the effect of changing the base of airway B4 north of East Midlands Airport from FL105 to FL75. 6.4.1 Conclusion The lowering of the base of B4 from FL105 to FL75 gives the TRENT R controller extra airspace to tactically re-route aircaft clear of the DAYNE hold. This enhances safety and optimises the allocation of flight levels for aircaft holding at DAYNE. 6.4.2 Recommendation It is recommended that:- n 6.5 The base of airway B4 north of East Midlands Airport is lowered from FL105 to FL75. Objective Five Objective Five was to assess the operational effect of changing the Transition Altitude (TA) in the Manchester TMA from 5000ft to 6000ft. 6.5.1 Conclusions This objective was fully achieved. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 7 EUROCONTROL Experimental Centre 6.5.1.1 The change of TA from 5000ft to 6000ft has a detrimental effect on Manchester ATC operations. One of the major effects observed was that holding delays are consistently longer when the TA is at 6000ft. 6.5.2 Recommendation It is recommended that :- n 6.6 The Transition Altitude for the Manchester TMA remains at 5000ft Objective Six Objective Six was to examine the interface between the STAFA and TRENT sectors with the planned London Terminal Control (TC) and Daventry New En-Route Centre (NERC) sectors with particular reference to the operation of the Lichfield radar corridor at FL180. 6.6.1 Conclusions This objective was fully achieved. 6.6.1.1 Honiley Box The interface between the STAFA, London TC and Daventry NERC sector is satisfactory. The delegation of the Honiley Box by London TC to STAFA permitted slow climbing traffic to be transferred direct to Daventry NERC without coordination with London TC. 6.6.1.2 TRENT and London TC Interface Problems were encountered at the TRENT, London TC and Daventry NERC interface. The position of the TRENT and London TC sector boundary does not permit TRENT to continuously descend Manchester TMA arrivals from the Daventry NERC sector. This causes aircaft to be too high above their optimum descent profiles. Also, it is not possible to descend these arrivals below the Lichfield radar corridor when active at FL180 causing aircaft to be even higher then required. 6.6.2 Recommendations It is recommended that:- n n The Honiley Box be implemented The TRENT and London TC boundary be moved to the south of it's current position. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 8 EUROCONTROL Experimental Centre 6.7 Objective Seven Objective Seven was to assess the operational effect of reducing the minimum radar separation to three nautical miles for area controllers in the Manchester TMA area. 6.7.1 Conclusions This objective was achieved. 6.7.1.1 The use of a three nautical mile radar separation within the composite area is considered essential. It provides improvements in expedition and utilisation of the airspace particularly at high traffic levels. A requirement exits to extend the composite area boundary to encompass the East Midlands area. 6.7.2 Recommendations It is recommended that :- n n 6.8 Three nautical mile radar separation be implemented. The composite area boundaries be reviewed to incorporate other areas where three nautical mile separation would be desirable. Objective Eight Objective Eight was to evaluate the effect on WEST sector of introducing new route A251 and an associated new MERSY STAR for Manchester TMA arrival traffic. 6.8.1 Conclusions This objective was achieved. 6.8.1.1 The workload of the WEST R controller was perceived to be increased by the introduction of A251 and associated route orientation and the new MERSY STAR. This was due to an increase in the number of conflicts created by the orientation of the traffic. The reverse orientation to that simulated, i.e. inbounds via A25 and outbounds via A251, is considered to be a better option. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 9 EUROCONTROL Experimental Centre 6.8.2 Recommendations It is recommended that :- n 6.9 Further studies be conducted to evaluate the orientation of air traffic inbound and outbound from the Manchester TMA from and to the south west. Where possible these studies should be evaluated using real time simulation. Objective Nine Objective Nine was to evaluate the effect on ATC operations within the Manchester TMA resulting from the introduction of a second parallel runway at Manchester Airport with a total movement rate of 60 or more aircraft per hour. 6.9.1 Conclusion This objective was achieved. 6.9.1.1 Effect of the Introduction of the Second Runway The opening of the second runway significantly reduces holding delays. The average movement rate during ORG4 was 66 aircraft per hour. The systemised method of working by approach control and the three nautical mile separation minima enhances expedition in the TMA where traffic intensity is high. 6.9.1.2 Runway 24L CONGA SID's A separation problem exists between aircraft departing runway 24L on CONGA1 and 2 SID's. To safeguard separation between these aircraft current departure separation standards will have to be increased leading to less than optimum runway utilisation. 6.9.1.3 Centralised Approach Control At 2002 traffic levels the Manchester TMA is a complex environment. Area sectors are required to control arrivals and departures from Liverpool, Hawarden and Leeds in airspace adjacent to that used by Manchester approach control. A centralised approach control serving Manchester, Liverpool, Hawarden and Leeds airports could possibly reduce coordination, simplify ATC procedures, shorten aircraft routes and improve the utilisation of airspace. 6.9.1.4 Streaming of Manchester TMA Arrivals By London and Scottish Centres The streaming of Manchester TMA arrivals by London and Scottish Centres, using speed control techniques, will give the benefits of absorbing possible holding delays enroute, make optimum use of limited airspace available and help to establish an arrival sequence for approach control. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 10 EUROCONTROL Experimental Centre 6.9.1.5 During ORG4 NORTH, WEST and BOLIN sectors at 2002 traffic levels were overloaded. This was due to the C controllers having difficulties managing the high volume of flight progress strips and their associated flight data. A loss of planning time, inability to carry out coordination and loss of actual traffic situation awareness was suffered by the C controller leading to a breakdown of the sector team. Methods must be found to rationalise strip outfall and/or find other means of flight data display. 6.9.2 Recommendations It is recommended that:- n n n n n The systemised method of working by approach control and the three nautical mile separation minima be implemented within the TMA. Studies should be carried out to find alternative SID's to replace the CONGA1 and 2 SID's proposed for runway 24L to optimise runway utilisation. A feasibility study be conducted to examine the possible benefits of a centralised approach control at Manchester to serve Manchester, Liverpool, Hawarden and Leeds airports. Streaming techniques be applied by London and Scottish ACC's to Manchester arrival traffic. In the short term, a study should be conducted to find ways of rationalising flight progress strip outfall. In the medium term a radical review of how to display flight data should be carried out with consideration given to the results of the ODID study simulations conducted by Eurocontrol. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 11 EUROCONTROL Experimental Centre Sommaire du Rapport CEE No. 290 Tâche CEE AR39 Tâche EATCHIP ASM.ET1.ST01 Edité : Octobre 1995 SIMULATION EN TEMPS REEL DE L’ESPACE DE MANCHESTER par C. J. BRAIN SOMMAIRE La simulation en temps réel de l’espace de Manchester a été destinée à évaluer les projets du National Air Traffic Services (NATS) pour le développement futur des services de contrôle régional, d’approche et d’aérodrome fournis par l’Aéroport de Manchester jusqu’en 2002. La forte augmentation prévue du trafic aérien de l’Aéroport de Manchester et de l’espace environnant et la construction envisagée d’une seconde piste parallèle à Manchester devrait affecter de façon significative le fonctionnement des services ATC. La simulation s’est déroulée pendant cinq semaines du 30 janvier 1995 au 3 mars 1995. Cinq organisations, en utilisant le trafic de 1994, et le trafic prévu pour 1998 et 2002 ont été testées avec la participation de 32 contrôleurs du NATS. L’évaluation d’une nouvelle sectorisation, de nouveaux secteurs d’attente, de nouvelles routes et la simulation de deux pistes a été effectuée. Soixante-deux exercices représentant 72 heures de simulation en temps réel ont été réalisés au cours d’AR39. Les résultats, basés sur les opinions subjectives enregistrées au cours de la simulation, montrent que le projet de développement envisagé augmentera la sécurité et la capacité ATC de Manchester en permettant de faire face à l’accroissement prévu du trafic jusqu’en 2000. La construction d’une seconde piste réduira les délais tout en portant la capacité de l’Aéroport de Manchester à plus de 60 mouvements par heure. Cependant, d’ici 2002 des études complémentaires devront être entreprises afin de permettre au contrôle régional de faire face à l’augmentation de trafic sans avoir recours à des contraintes de capacité. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 12 EUROCONTROL Experimental Centre 1. INTRODUCTION La simulation en temps réel de l’espace aérien de Manchester, enregistrée dans le programme de travail du Centre Expérimental EUROCONTROL sous le numéro de tâche AR39, était destinée à évaluer les projets du National Air Traffic Services (NATS) pour le développement futur des services de contrôle régional, d’approche et d’aérodrome fournis par l’Aéroport de Manchester jusqu’en 2002, dans le cadre d’une forte augmentation prévue du trafic aérien de l’Aéroport de Manchester et dans l’espace environnant. La construction envisagée d’une seconde piste parallèle à Manchester, vers la fin du siècle, devrait apporter un changement significatif au fonctionnement des services ATC. Ce rapport décrit la préparation et l’exécution de la simulation en temps réel, ainsi que les conclusions et les recommandations basées sur les opinions subjectives des participants enregistrées au cours de la simulation. La simulation s’est déroulée pendant cinq semaines du 30 janvier 1995 au 3 mars 1995. 2. OBJECTIFS DE LA SIMULATION 2.1.Objectif général L’objectif général de la simulation AR39 était d’étudier les moyens permettant un accroissement de la capacité ATC de Manchester tout en réduisant la charge de travail des contrôleurs et en minimisant les délais. 2.2. Objectifs particuliers Les objectifs particuliers de la simulation ont été les suivants : 1. Evaluer l’utilisation des nouveaux secteurs d’attente de ROSEN et MERSY ainsi que trois positions d’approche à Manchester. 2. Déterminer la limite optimale entre les secteurs IOM et WEST d’une part, BOLIN et NORTH d’autre part et de poursuivre l’évaluation de la limite entre les secteurs STAFA et TRENT. 3. Estimer les moyens permettant aux contrôleurs Radar de WEST et BOLIN de recevoir des informations sur le trafic à l’arrivée via les secteurs d’attente de ROSEN et MERSY. 4. Tester les effets induits par l’abaissement du FL105 au FL75 du plancher de la voie aérienne B4 au nord de l’Aéroport d’East Midlands. 5. Evaluer les effets opérationnels d’une modification de 5000 à 6000 pieds de l’Altitude de Transition (TA) dans la TMA de Manchester. 6. Examiner l’interface entre les secteurs STAFA, TRENT et le futur Centre Terminal de Londres (TC) et le Nouveau Centre En Route de Daventry (NERC) tout en tenant compte de l’activité au FL180 de la fenêtre de Lichfield Radar. 7. Estimer les effets opérationnels d’une réduction à trois miles nautiques pour le contrôle régional dans la TMA de Manchester. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 13 EUROCONTROL Experimental Centre 8. Evaluer les effets sur le secteur WEST de la mise en place d’une nouvelle voie aérienne A251 et d’une route d’arrivée standard MERSY STAR pour les vols à destination de Manchester. 9. Estimer les effets sur le fonctionnement des services ATC de l’utilisation d’une seconde piste parallèle à Manchester permettant un taux combiné de 60 avions ou plus par heure. 3.ORGANISATIONS SIMULEES Afin d’atteindre les objectifs de la simulation, cinq organisations ont été simulées et définies comme suit (voir en Annexe 1 les cartes des organisations): • Organisation 1 - Sectorisation actuelle - (ORG1) Sectorisation - secteurs IOM, WEST, NE et SE (la limite verticale de tous ces secteurs étant le FL175), secteurs d’approche 1, 2 et 3 de Manchester (SCMA) ouverts ainsi que les secteurs d’attente de BOLIN et de DAYNE. • Organisation 2A - (ORG2A) Sectorisation - secteurs WEST, IOM, NE, STAFA et TRENT (la limite verticale de tous ces secteurs étant le FL175), secteurs d’approche 1, 2 et 3 de Manchester (SCMA) ouverts. Le nouveau secteur d’attente de MERSY et le déplacement de BOLIN vers le nouveau secteur d’attente de ROSEN, associés aux nouvelles routes d’arrivée standard pour les vols à destination de Manchester et Liverpool ont été simulés. Les limites actuelles de la TMA de Manchester ont été repoussées vers le nord-ouest et le nord-est. • Organisation 2B - (ORG2B) Sectorisation - identique à l’ORG2A à l’exception du secteur NE, remplacé par les secteurs BOLIN (limite verticale FL115) et NORTH (limite verticale FL175). Le plancher de la voie aérienne B4, au nord d’East Midlands, a été abaissé du FL105 au FL75. • Organisation 3 - (ORG3) Sectorisation - secteurs IOM, WEST, NORTH, STAFA, TRENT (la limite verticale de tous ces secteurs étant le FL195), BOLIN (limite verticale FL115) et les secteurs d’approche 1, 2 et 3 de Manchester (SCMA) ouverts. Une nouvelle interface entre les secteurs STAFA, TRENT, le futur TC de Londres et les secteurs du NERC de Daventry a été testée. Une nouvelle voie aérienne A251 a été simulée. • Organisation 4 - (ORG4) Sectorisation - identique à l’ORG3. La seconde piste parallèle de Manchester et les nouvelles routes de départ aux instruments (SID) ont été simulées. 4. ECHANTILLONS DE TRAFIC Le NATS du Royaume-Uni a fourni des échantillons de trafic actuel extrait d’une journée de fort trafic en mai 1994, ainsi que les prévisions de trafic pour les années 1998 et 2002. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 14 EUROCONTROL Experimental Centre Les échantillons de trafic prévu ont été construits à partir de leurs propres prévisions basées sur un taux d’accroissement de 5% par an. Par rapport au trafic de 1994, les échantillons de 1998 ont été augmentés de 22% et ceux de 2002 de 46%. Ce taux d’accroissement a été appliqué à l’Aéroport de Manchester ainsi qu’aux aéroports dépendant du Centre de contrôle de Manchester et aux trafics survolant l’espace. Les échantillons de trafic ont été simulés dans les configurations face à l’est et face à l’ouest des aéroports de la TMA de Manchester. 5. CONDUITE DE LA SIMULATION 5.1. Organisations et exercices simulés Cinq organisations différentes ont été simulées. Les 62 exercices effectués(60 enregistrés) ont représenté 72 heures de simulation en temps réel. Le nombre remarquablement important d’exercices simulés est dû principalement au niveau élevé de fiabilité des installations de simulation. 5.2. Equipement et armement des secteurs Les installations de simulation ont permis de simuler l’essentiel de l’équipement existant à Manchester et des fonctionnalités en service. La configuration des installations de simulation a permis de simuler jusqu’à 20 positions de contrôle et 22 de pilotes. Cette simulation s’est déroulée avec la participation de 26 contrôleurs de Manchester et 6 contrôleurs de Birmingham, Londres ACC, Londres Military et Scottish ACC. 6. CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS Les conclusions et recommandations suivantes sont basées sur l’opinion subjective des contrôleurs, les observations du personnel ayant en charge la simulation et des résultats chiffrés. 6.1. Premier objectif Le premier objectif de la simulation a été de tester les nouveaux secteurs d’attente de ROSEN et MERSY, ainsi que les trois positions de l’approche de Manchester. 6.1.1. Conclusions Cet objectif a été pleinement atteint 6.1.1.1. Les nouveaux secteurs d’attente sont positionnés de façon acceptable et entraînent une augmentation de la sécurité dans la TMA, une réduction des coordinations inter-secteur et permettent une montée rapide des vols à haute performance au départ de Manchester. Il existe un risque de voir les trafics sur la route d’arrivée standard ROSEN 1A entrer en conflit avec des trafics au même niveau sur des routes adjacentes. Une autre route d’arrivée standard a été créée et testée avec succès. 6.1.1.2. Les trois positions d’approche et les nouvelles méthodes de travail ont bien fonctionné dans toutes les organisations. Une réduction des coordinations et une accélération de l’écoulement du trafic sont atteintes par la systématisation des méthodes de travail et par l’utilisation de zone de guidage radar. 6.1.1.3. La position SCMA 1 est sujette à une forte charge de trafic dans les conditions de travail 1998 et de l’utilisation d’une seule piste, ceci est dû à d’importantes attentes, à la nécessité d’affecter les numéros de séquence et au calcul des HAP. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 15 EUROCONTROL Experimental Centre 6.1.2. Recommandations Il est recommandé que : • Les secteurs d’attente de ROSEN et MERSY soient mis en service. • La route d’arrivée standard modifiée ROSEN 1A soit choisie. • Les trois positions d’approche soient mises en place avec des méthodes de travail systématisées, ainsi que la nouvelle zone de guidage radar simulée lors d’AR39. • Des recherches soient conduites afin d’automatiser les tâches d’allocation de numéros de séquence et le calcul des HAP faites par la position SCMA 1. 6.2. Deuxième objectif Le deuxième objectif a consisté à déterminer la meilleure limite entre les secteurs IOM et WEST d’une part, BOLIN et NORTH d’autre part, ainsi que la poursuite de l’évaluation de la limite entre les secteurs STAFA et TRENT. 6.2.1. Conclusions Cet objectif a été partiellement atteint. 6.2.1.1. Limite entre les secteurs IOM et WEST Lors d’un exercice de l’ORG3, la limite entre les secteurs WEST et IOM a été changée. Cette nouvelle configuration a été immédiatement rejetée, après seulement un exercice, par l’ensemble des contrôleurs, en raison de l’augmentation des coordinations inter-secteur qu’elle entraînait. 6.2.1.2. Limite entre les secteurs NORTH et BOLIN La séparation verticale, entre les secteurs BOLIN et NORTH, fixée au FL115 dans l’ORG2B a été trouvée satisfaisante. Cependant dans l’ORG3, cette séparation portée au FL135 ( la limite supérieure du secteur NORTH étant portée au FL195) a été approuvée par la majorité des contrôleurs participants à l’AR39. Le gain d’espace ainsi obtenu par le secteur BOLIN donne une plus grande flexibilité au contrôleur Radar de BOLIN en lui permettant d’accélérer les montées des départs de Manchester et de les faire passer au-dessus des arrivées. 6.2.1.3. Limite entre les secteurs STAFA et TRENT La limite entre les secteurs STAFA et TRENT, après avoir été testée, a été acceptée à l’unanimité par les contrôleurs au cours de l’AR39. La sectorisation permet un équilibre de la charge de travail entre les secteurs, quelle que soit le volume de trafic et donne la possibilité de gains de capacité ATC significatifs. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 16 EUROCONTROL Experimental Centre 6.2.2. Recommandations Il est recommandé que : • Des études complémentaires soient entreprises pour la re-sectorisation des secteurs IOM et WEST afin de mieux équilibrer la charge de travail entre ces deux secteurs. Les nouvelles procédures développées lors d’AR39 ayant pour objectif une répartition équitable de la charge de travail devraient être mise en service. • La limite verticale optimale entre les secteurs BOLIN et NORTH est le FL135 et devrait être mise en place. • Les secteurs STAFA et TRENT devraient être opérationnels avec la limite commune testée lors d’AR39. 6.3. Troisième objectif Le troisième objectif a été d’évaluer les moyens à mettre en place afin de fournir aux contrôleurs Radar de WEST et BOLIN les informations sur les vols arrivant respectivement des secteurs d’attente de ROSEN et MERSY. 6.3.1. Conclusion Cet objectif a été atteint. Il a été demandé à l’unanimité que l’information soit fournie à partir des données radar et affichée sur l’écran radar sous la forme d’une liste électronique de trafic ou par l’image obtenue à partir d’un circuit fermé de T.V. du tableau de strips de la position SCMA 2. 6.3.2. Recommandation Il est recommandé que : • L’information concernant les arrivées par ROSEN et MERSY soit fournie aux contrôleurs Radar de WEST et BOLIN à partir des données radar et affichée sous la forme d’une liste électronique de trafic ou par l’image obtenue à partir d’un circuit fermé de T.V. du tableau de strips de la position SCMA 2. 6.4. Quatrième objectif Le quatrième objectif était d’évaluer les effets induits par l’abaissement du FL105 au FL75 du plancher de la voie aérienne B4, au nord d’East Midlands. 6.4.1. Conclusion L’abaissement du FL105 au FL75 du plancher de la voie aérienne B4 donne un gain d’espace au contrôleur Radar de TRENT pour re-router tactiquement le trafic lorsque celui-ci est dégagé du secteur d’attente de DAYNE. Ceci augmente la capacité et optimise l’allocation des niveaux de vol pour le trafic en attente à DAYNE. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 17 EUROCONTROL Experimental Centre 6.4.2. Recommandation Il est recommandé que : • Le plancher de la voie aérienne B4 soit abaissée au nord d’East Midlands du FL105 au FL75. 6.5. Cinquième objectif Le cinquième objectif était de tester les effets opérationnels d’une modification de 5000 à 6000 pieds de l’Altitude de Transition (TA) dans la TMA de Manchester. 6.5.1. Conclusions Cet objectif a été pleinement atteint. 6.5.1.1. Le changement de TA de 5000 à 6000 pieds a eu un effet préjudiciable sur le fonctionnement des services ATC. Un des effets principaux observés a été l’augmentation significative des délais d’attente lorsque la TA est à 6000 pieds. 6.5.2. Recommandation Il est recommandé que : • L’Altitude de Transition de la TMA de Manchester reste à 5000 pieds. 6.6. Sixième objectif Le sixième objectif a consisté à étudier l’interface entre les secteurs STAFA, TRENT, le futur Centre Terminal de Londres (TC) et le Nouveau Centre En Route de Daventry (NERC) tout en tenant compte de l’activité au FL180 de la fenêtre de Lichfield Radar 6.6.1. Conclusions Cet objectif a été entièrement atteint. 6.6.1.1. Espace délégué d’Honiley. L’interface entre le secteur STAFA, le TC de Londres et le NERC de Daventry est satisfaisante. La délégation d’espace d’Honiley par le TC de Londres à STAFA a permis au trafic ayant un taux de montée faible d’être transférés directement au NERC de Daventry sans coordination avec le TC de Londres. 6.6.1.2. Interface entre le secteur TRENT et le TC de Londres L’interface entre le secteur TRENT, le TC de Londres et le NERC de Daventry a rencontré de nombreux problèmes. La limite entre le secteur TRENT et le TC de Londres n’a pas permis au secteur TRENT d’assurer aux vols arrivant du secteur de NERC de Daventry dans la TMA de Manchester une descente continue. Les vols étaient trop haut par rapport à leur profil optimal de descente. De plus, il n’était pas possible de descendre ces arrivées sous la fenêtre de Lichfield lorsqu’elle était active au FL180, ce qui obligeait le trafic à être même plus haut que nécessaire. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 18 EUROCONTROL Experimental Centre 6.6.2. Recommandations Il est recommandé que : • La délégation d’espace de Honiley soit mise en place • La limite entre le secteur TRENT et le TC de Londres soit déplacée vers le sud. 6.7. Septième objectif Le septième objectif était d’étudier les effets opérationnels d’une réduction à trois miles nautiques du minimum de séparation Radar pour les contrôleurs de la TMA de Manchester 6.7.1. Conclusions Cet objectif a été atteint. 6.7.1.1. L’utilisation de la séparation Radar à trois miles nautiques à l’intérieur d’une zone composite est considérée comme essentielle. La réduction des séparations permet d’accélérer le trafic et de mieux utiliser l’espace en particulier lorsque le volume de trafic est très importante. Le besoin d’étendre les limites de la zone composite afin d’englober la zone d’East Midlands s'est fait ressentir. 6.7.2. Recommandations Il est recommandé que : • La séparation Radar à trois miles nautiques soit appliquée. • Les limites de la zone composite soient revues afin d’englober les autres zones dans lesquelles la séparation à trois miles nautiques est souhaitable. 6.8. Huitième objectif Le huitième objectif a consisté à mesurer les effets pour le secteur WEST de la création d’une nouvelle voie aérienne A251 et la route d’arrivée standard MERSY STAR associée pour les arrivées de la TMA de Manchester. 6.8.1. Conclusions Cet objectif a été réalisé. La charge de travail du contrôleur Radar du secteur WEST a été accrue par la création de la voie aérienne A251, son orientation et la nouvelle route MERSY STAR. L’orientation du trafic a entraîné une augmentation du nombre de conflits. L’orientation inverse a été simulée, c’est-à-dire les arrivées sur l’A25 et les départs sur l’A251, et a été considérée comme une meilleure option. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 19 EUROCONTROL Experimental Centre 6.8.2. Recommandation Il est recommandé que : • Des études complémentaires soient menées afin de tester l’orientation des vols au départ et à l’arrivée de la TMA de Manchester allant vers ou venant du sud-ouest Lorsque cela sera possible, ces études devront être évaluées au moyen d’une simulation en temps réel. 6.9. Neuvième objectif Le neuvième objectif a été l’évaluation des effets sur le fonctionnement des services ATC à l’intérieur de la TMA de Manchester, de l’utilisation d’une seconde piste parallèle à Manchester permettant un taux combiné de 60 avions ou plus par heure. 6.9.1. Conclusion Cet objectif a été atteint. 6.9.1.1. Conséquences de l’utilisation de la seconde piste L’ouverture de la seconde piste a considérablement réduit les délais d’attente. Avec l’ORG4, le taux moyen a été de 66 mouvements par heure. Les méthodes systématisées de travail par le contrôle d’approche et les minima de séparation à trois miles nautiques ont permis d’accélérer le trafic lorsque celui-ci est particulièrement dense dans la TMA. 6.9.1.2. Piste 24L - route de départ aux instruments CONGA SID Il existe un problème de séparation entre les vols décollant de la piste 24L sur les routes de départ aux instruments CONGA 1 et 2. Afin d’assurer la séparation entre ces trafics, les séparations de départ standards devront être augmentées ce qui entraîne une baisse de l’optimisation dans l’utilisation de la piste. 6.9.1.3. Approche centralisée. Avec le volume de trafic de 2002, la TMA de Manchester devient un environnement complexe. Les secteurs en-route doivent contrôler les arrivées et départs de Liverpool, Hawarden et Leeds dans l’espace adjacent à celui utilisé par l’approche de Manchester. Une approche centralisée contrôlant les aéroports de Manchester, Liverpool, Hawarden et Leeds pourrait probablement réduire les coordinations, simplifier les procédures ATC, raccourcir les routes des vols et améliorer l’utilisation de l’espace. 6.9.1.4. Contrôle par flot des arrivées dans la TMA Manchester par les Centres de Londres et Scottish Le contrôle par flot des arrivées dans la TMA Manchester par les Centres de Londres et Scottish, en utilisant des méthodes de contrôle de vitesse, n’apportera que des avantages en permettant l’absorption des délais par des attentes linéaires, optimisera l’utilisation d’un espace limité et aidera à préparer les séquences d’arrivée pour le contrôle d’approche. 6.9.1.5. Au cours de l’ORG4, les secteurs NORTH, WEST et BOLIN ont été surchargés avec les volumes de trafic 2002. Ceci s’explique par les difficultés rencontrées par le coordinateur pour gérer le grand nombre de strips et les données associées. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 20 EUROCONTROL Experimental Centre Le coordinateur a ressenti une perte dans le temps de planification, une incapacité à assurer les coordinations et une perte dans le suivi du trafic; tout ceci a entraîné une rupture entre les contrôleurs travaillant sur la position. Il conviendrait de trouver des méthodes afin de rationaliser la sortie des strips et/ou trouver d’autres moyens pour afficher les données de vol. 6.9.2. Recommandations Il est recommandé que : Les méthodes systématisées de travail par le contrôle d’approche et les séparations minima à trois miles nautiques soient appliquées. Des études soient menées pour trouver d’autres routes de départ aux instruments afin de remplacer Les SID CONGA 1 et 2 proposées pour la piste 24L et ainsi d’optimiser l’utilisation de la piste. Une étude de faisabilité devrait être conduite pour examiner les avantages possibles d’une approche centralisée à Manchester pour desservir les aéroports de Manchester, Liverpool, Hawarden et Leeds. Les techniques de contrôle par flot devraient être appliquées par les Centres de Contrôle Régionaux de Londres et Scottish. A court terme, une étude devrait être entreprise afin de trouver les moyens de rationaliser la sortie des strips. A moyen terme, un changement radical dans la manière de fournir les données de vol devrait être réalisé en prenant en compte les résultats obtenus dans les simulations ODID menées par Eurocontrol. AR39 MANCHESTER SIMULATION - Executive Summary 21 AERODROME DECODE ORG 1 = REPORTING POINTS TALGA = AERODROMES EGNT BELDU EGNV EGAA EGAA - BELF AST ALDERGROVE EGBB - BIRMINGHAM EGCC - MANCHESTER EGGP - LIVERPOOL EGNH - BLACKPOOL EGNL - BARROW/WALNEY EGNM - LEEDS/BRADFORD EGNO - WART ON EGNS - ISLE OF MAN EGNT - NEWCA STLE EGNV - TEESSIDE EGNX - EAST MIDLANDS EIDW - DUBLIN NE IRISH IRISH PENNI EGNS EGNM EGNH IOM EIDW WEST SUBJECT SECTORS IOM 030-175 NE 000-175 SE 000-175 WEST 000-175 SCMA ( MANCHESTER APPROACH NOT SHOWN ) NE EGNO EGCC EGGP POSEA SE EGNX SUPPORT SECTORS 000-175 BELDU DAVNO 000-UNLTD DAVSO 000-UNLTD 175-UNLTD IRISH 000-UNLTD PENNI POSEA 175-UNLTD STRUM 000-UNLTD 000-UNLTD TALGA BIREX - EGBB/EGNX APPROACH CONTROL LONMI - LONDON (MIL) RADAR STRUM EGBB DAVSO DAVNO AERODROME DECODE ORG 2A = REPORTING POINTS TALGA = AERODROMES EGNT BELDU EGNV EGAA - BELF AST ALDERGROVE EGBB - BIRMINGHAM EGCC - MANCHESTER EGGP - LIVERPOOL EGNH - BLACKPOOL EGNL - BARROW/WALNEY EGNM - LEEDS/BRADFORD EGNO - WART ON EGNS - ISLE OF MAN EGNT - NEWCA STLE EGNV - TEESSIDE EGNX - EAST MIDLANDS EGAA IRISH IRISH EGNS PENNI EIDW - DUBLIN NE EGNM IOM EGNH NE EGNO EIDW WEST SUBJECT SECTORS IOM 030-175 NE 000-175 STAFA/TRENT 000-175 WEST 000-175 SCMA ( MANCHESTER APPROACH NOT SHOWN ) EGGP EGCC TRENT STAFA POSEA EGNX SUPPORT SECTORS 000-175 BELDU DAVNO 000-UNLTD DAVSO 000-UNLTD 175-UNLTD IRISH 000-UNLTD PENNI POSEA 175-UNLTD STRUM 000-UNLTD 000-UNLTD TALGA BIREX - EGBB/EGNX APPROACH CONTROL LONMI - LONDON (MIL) RADAR STRUM EGBB DAVSO DAVNO ORG 2B = REPORTING POINTS TALGA = AERODROMES EGNT BELDU EGNV AERODROME DECODE EGAA - BELF AST ALDERGROVE EGBB - BIRMINGHAM EGCC - MANCHESTER EGGP - LIVERPOOL EGNH - BLACKPOOL EGNL - BARROW/WALNEY EGNM - LEEDS/BRADFORD EGNO - WART ON EGNS - ISLE OF MAN EGNT - NEWCA STLE EGNV - TEESSIDE EGNX - EAST MIDLANDS EGAA IRISH IRISH PENNI NORTH EIDW - DUBLIN EGNS EGNM EGNH IOM BOLIN NORTH EGNO EIDW WEST EGGP SUBJECT SECTORS BOLIN 000-115 NORTH 000-175 (115-175 ABOVE BOLIN) 030-175 IOM STAFA/TRENT 000-175 000-175 WEST (NOT SHOWN) SCMA EGCC TRENT POSEA STAFA EGNX SUPPORT SECTORS 000-175 BELDU DAVNO 000-UNLTD DAVSO 000-UNLTD 175-UNLTD IRISH 000-UNLTD PENNI POSEA 175-UNLTD STRUM 000-UNLTD 000-UNLTD TALGA BIREX - EGBB/EGNX APPROACH CONTROL LONMI - LONDON (MIL) RADAR STRUM EGBB DAVSO DAVNO ORG 3/4 = REPORTING POINTS TALGA = AERODROMES EGNT BELDU EGNV AERODROME DECODE EGAA - BELF AST ALDERGROVE EGBB - BIRMINGHAM EGCC - MANCHESTER EGGP - LIVERPOOL EGNH - BLACKPOOL EGNL - BARROW/WALNEY EGNM - LEEDS/BRADFORD EGNO - WART ON EGNS - ISLE OF MAN EGNT - NEWCA STLE EGNV - TEESSIDE EGNX - EAST MIDLANDS EGAA IRISH IRISH PENNI NORTH EIDW - DUBLIN EGNS EGNM EGNH IOM BOLIN NORTH EGNO EIDW WEST BOLIN NORTH EGCC EGGP SUBJECT SECTORS 000-135 000-195 TRENT (135-195 ABOVE BOLIN) IOM 030-195 STAFA/TRENT 000-195 000-195 WEST (NOT SHOWN) SCMA STAFA EGNX SUPPORT SECTORS 000-195 000-195 195-UNLTD DNERC IRISH 195-UNLTD 000-UNLTD PENNI 195-UNLTD POSEA STRUM 000-UNLTD 000-UNLTD TALGA BIREX - EGBB/EGNX APPROACH CONTROL LONMI - LONDON (MIL) RADAR BELDU LTERM STRUM EGBB DNERC LTERM POSEA